загрузка...
Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
« Попередня Наступна »

ЕЛЕКТРИКА І ІОНИ

У п'яти перших розділах цієї книги я описав механізм, за допомогою якого складна життєдіяльність організму координується і упорядковується шляхом вироблення і розпаду великих і дрібних молекул, які іноді працюють злагоджено, а іноді протидіючи один одному, заради досягнення якого-небудь ефекту (хоча це не завжди виразно ясно), який реалізується зміною властивостей клітинних мембран, що взаємодіють з цими молекулами. Така форма координації, присутня у всіх організмах з моменту зародження життя, дуже корисна і практична, але має один недолік - вона працює занадто повільно. Гормональне вплив має чекати, поки відбудеться збірка потрібної молекули, поки складуться один одним необхідні для цього атоми. Після цього продукт реакції виділяється в кров і доставляється в усі куточки організму, хоча подіє він, бути може, тільки в одному-єдиному місці. Коли ж місія гормону закінчується, він розпадається і втрачає активність, а його залишки фільтруються в сечу і видаляються з організму ночками.

Є, однак, ще одна система координації діяльності організму, яка має перед гормональною системою незаперечна перевага в точності, ефективності і швидкості передачі інформації. Для своєї роботи ця система не вимагає великих і складних молекул, в ній діють атоми і частки набагато менші, ніж атоми. Ці атоми і частки рухаються не по кровоносних судинах, а по спеціальних каналах зі швидкостями більшими, ніж швидкість, з якою в'язка кров може просуватися по багнистих кровоносних капілярах. Більш того, ці канали йдуть від певних органів або, навпаки, до них, передаючи електричний за природою сигнал точно за адресою, що не розпорошуючись по всьому тілу і не надаючи побічних дій, таких характерних для гормонів.

Різниця в інтенсивності життєвих процесів у рослин і тварин здебільшого обумовлена ??саме тим фактом, що тварини, на додаток до хімічної системі передачі сигналів, володіють системою передачі електричних сигналів, а рослини - тільки хімічної. Давайте, однак, почнемо спочатку.

Коли анатом розкриває тіло тварини, то в різних місцях він виявляє тонкі білі нитки. Вони виглядають як струни. Слово «нерв», яким позначають ці структури, походить від санскритського слова «снавара», що й означає «струна» або «шнур». Дійсно, спочатку цей термін застосовували для позначення будь-якої структури тіла, схожою па струпи, наприклад до сухожиль. До речі, спочатку саме сухожилля, якими м'язи прикріплюються до кісток, і називали нервами.

Олександрійські греки за часів Юлія Цезаря зрозуміли різницю - сухожилля представляли собою міцні сполучні волокна, але були інші струни, більш крихкі і жироподібні за будовою. Одним кінцем ці струни, як і сухожилля, прикріплялися до м'язів, але, на відміну від сухожиль, інший кінець цих багнистих струп не направлявся до кісток. Гален, римський лікар, що жив за двісті років до нашої ери, вперше застосував термін «нерв» для опису саме Цих не сухожильних волокон, і ми до цих пір слідуємо його прикладу.

Проте, сліди старого вживання слова «нерв» переслідують нас па кожному кроці навіть в даний час. Коли ми робимо якесь дуже велике зусилля, то говоримо, що у нас напружені всі нерви, хоча в даному випадку маємо на увазі сухожилля, які дійсно напружені і натягнуті скоротилася м'язи. Повний словник англійської мови дає в якості першого значення слова «жилавий» слово «нервовий». Сказати в наш час «нервова рука» - означає мати на увазі слабку тремтячу руку, хоча в старі часи це могло означати «сильна рука».

В давнину і в середні віки нерви вважали порожніми, як кровоносні судини, а їх функцією, на думку вчених того часу, був (як і для кровоносних судин) перенесення рідини. Для обгрунтування такого тлумачення функції нервів були розроблені досить складні теорії. Серед авторів цих теорій був Гален та інші знаменитості. Вони вважали, що рідини трьох різні пологів течуть по венах, артеріях і нервам відповідно. Рідина, поточну по нервах, називали тваринам духом і вважали самої тонкої і розрідженій з усіх трьох.

Ці теорії дії нервів, позбавлені спостережної бази, на якій можна було б побудувати справжню теорію, потонули в болоті невігластва і містицизму і в кінцевому рахунку були залишені.
трусы женские хлопок
Однак, як з'ясувалося, древні в чомусь все ж потрапили в ціль.

По нервах дійсно тече якийсь флюїд, флюїд більш ефірний за своєю природою, ніж кров, що наповнює судини, ніж повітря, що наповнює легені і перехідний в артерії. Дія цього флюїду спостерігали за кілька століть до Галена. У 600-ті роки до нової ери грецький філософ Фалес виявив, що якщо потерти янтар матерією, то він набуває здатність притягувати легкі предмети. Вчені зверталися до цього феномена не раз па протяг століть, назвали його електрикою (від грецького слова «електрон», що означає «бурштин»), але, знаходячи його вельми цікавим, так і не зрозуміли його природу.

У XVIII столітті був знайдений спосіб накопичувати електрику за допомогою приладу, званого лейденської банкою. (Цей прилад особливо інтенсивно вивчали в університеті голландського міста Лейдена.) Коли лейденська банку була повністю заряджена, її можна було розрядити, якщо доторкнутися до металевого кульці на її верхній частині. Електрика відскакувало від цього набалдашника у вигляді іскри, дуже схожою на блискавку. При цьому лунав і тріск, що нагадував пародію на грім. Люди почали думати про електрику як про рідини, яка вливається в лейденську банку, а потім виливається звідти.

Американський вчений Бенджамін Франклін перший популяризував уявлення про електрику як про рідини особливого роду, яка може утворювати електричні заряди двох різних типів, залежно від того, чи присутній надлишок (позитивний заряд) рідини або її недолік (негативний заряд). Більш того, Франклін в 1752 році зміг показати, що іскри і тріск лейденської банки не просто нагадують грім і блискавку, але являють собою те ж саме природне явище. Запускаючи повітряного змія під час грози і приєднуючи його до банку, він зумів зарядити її електрикою.

Відкриття схвилювало науковий світ, і вчені почали ставити над електрикою досвід за досвідом. Італійський анатом Луїджі Гальвані в 80-х роках XVIII століття теж зайнявся електрикою. Він, також як і інші, виявив, що якщо впливати електричним розрядом лейденської банки на ізольовану м'яз, посічену з лапки жаби, то цей м'яз скоротиться. Однак він пішов далі і відкрив ще один феномен (правда, частково завдяки щасливому випадку). Він виявив, що м'яз скоротиться, якщо до неї доторкнутися металевим предметом в той момент, коли розряджається лейденська банку. При цьому було зовсім не обов'язково, щоб іскра торкнулася м'язи. Потім Гальвані відкрив, що м'яз скорочується, якщо до неї доторкнутися двома предметами з різних металів. Це відбувається навіть у тому випадку, якщо поблизу взагалі немає ніякої лейденської банки.

Гальвані вирішив, що м'яз сама по собі є джерелом флюїду, схожого на електрику, з яким експериментували інші вчені. Він назвав новий, на його думку, вид електрики «твариною електрикою». Вчені швидко показали, що Гальвані був настільки ж не правий у своїх висновках, наскільки тонкий у своїх спостереженнях.

Співвітчизник Гальвані Алессандро Вольт на початку XIX століття показав, що джерелом електрики була м'яз, а два металу. Він особливим чином сполучав між собою дві смужки металів і отримував - при відсутності тварин тканин - електричний струм. Він першим сконструював електричну батарею і отримав постійний струм.

Виявилося, що електричний струм має властивість стимулювати жовтня тканини. Незабаром було показано, що, хоча струм може викликати скорочення м'яза при безпосередньому впливі на неї, Гон набагато афективних робить це, якщо його прикласти до нерву, що йде до возбуждаемой м'язі. Протягом XIX століття поступово утвердилася думка, що нерв проводить стимул до м'яза і що це проведення здійснюється у формі електричного струму.

Природа виникнення струму в блискавці, батареї Вольта і в нерві не була зрозуміла до відкриття будови атома на початку XX століття. На порозі цього століття було з'ясовано, що атом складається з безлічі дрібніших, субатомних частинок, більшість з яких несе електричний заряд. Особливо це стосується зовнішньої області атома, тій області, в якій обертаються навколо атомного ядра електрони, що несуть заряд, який Франклін колись, абсолютно довільно, описав як негативний.
У центрі атома знаходиться атомне ядро, яке несе позитивний заряд, що врівноважує негативний заряд електронів. Якщо розглядати атом як єдине ціле, то два типи електричних зарядів врівноважують один одного, і в цілому атом є електрично нейтральним.

Проте атоми взаємодіють один з одним і мають схильністю відбирати один у одного електрони. У будь-якому випадку, чи втрачає атом електрон або набуває його, порушується рівновага зарядів і атом перестає бути електрично нейтральним. Атом набуває заряд і перетворюється на іон. Електрони перетікають з одного набору атомів до інших, подібно флюїду Франкліна, за винятком того, що Франклін направив цей потік в протилежному, невірному, напрямку (але нехай це не турбує нас).

Атоми натрію і калію дуже легко віддають по одному електрону. В результаті утворюються іони калію і натрію, кожен з яких песет одиничний позитивний заряд. Навпаки, атоми елемента хлору охоче приєднують один електрон до своєї зовнішній електронній оболонці, стаючи при цьому негативно зарядженими іонами хлора1.

1 В оригіналі виноска стосується тонкощів англомовної термінології, що не грають ролі в російській мові Мається »увазі, що не треба плутати іон хлору з іоном хлорному кислот (Прим. пер.).

В організмі міститься дуже багато натрію, калію і хлору, але всі ці елементи незмінно присутні в ньому у вигляді своїх іонов2.

2 Насправді натрій і калій існують у неживій природі теж тільки у вигляді іонів. Нейтральні атоми натрію і калію утворюють дуже активні метали, які можна отримати тільки в лабораторних умовах, приклавши чимало зусиль. Якщо після цього не зробити спеціальних заходів, то атоми цих металів негайно припиняються в іони. Те ж саме можна сказати і про хлор, атоми якого в тральной формі об'єднуються в пари і утворюють отруйний газ «хлор», який у вільному вигляді на Землі не зустрічається, за винятком лабораторій, де його виготовляють хіміки.

Крім того, в організмі міститься безліч інших іонів. Кальцій і магній існують в нашому тілі у вигляді тонів, несучих подвійний позитивний заряд. Атоми заліза утворюють іони, які мають або подвійний, або потрійний позитивний заряд. Атоми сірий фосфору з'єднуються киснем і воднем, утворюючи складні іони, що несуть сумарний негативний заряд. Групи атомів, що утворюють бічні цінуй амінокислот, з яких побудовані білки, в деяких випадках приєднують електрони, а в деяких - віддають (іноді, правда, вони не роблять ні того ні іншого), в результаті по поверхні білкової молекули розсіяні позитивно і негативно заряджені групи .

Позитивно заряджені частинки відштовхують інші позитивно заряджені частинки, а негативно заряджені частинки відштовхують інші негативно заряджені частинки. Навпаки, позитивно заряджені і негативно заряджені частинки притягуються один до одного. Сили притягання і відштовхування призводять до того, що в розчині заряди існують у вигляді рівномірної суміші. У будь-якому обсязі розумних розмірів (наприклад, в обсязі, видимому в світловому мікроскопі) всі заряди нейтралізовані, так як позитивні і негативні заряди зближуються на мінімально можливу відстань і нейтралізують один одного. Требуется досить значна енергія для того, щоб розділити навіть невелика кількість різнойменних зарядів, а коли заряди розділені, вони знову прагнуть утворити нейтральну суміш. Це може мати катастрофічний характер, наприклад при розряді блискавки, або виглядати скромніше, як разрад обкладок лейденської банки. У хімічній батареї розділені дуже невеликі заряди. Це розділення завжди існує в металах. Електричний струм - це спроба електронів текти з одного металу в інший, щоб відновити нейтральність.

Якщо по нервах тече електричний струм якої б то не було природи, то, значить, є і поділ зарядів. Відповідь на питання про природу такого поділу прихований в будові клітинної мембрани.
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна " ЕЛЕКТРИКА І ІОНИ "
  1. Э
    + + + евботріоз (Eubothriosis), гельмінтоз лососевих, що викликається цестодами (Eubothrium crassum і Е. salvelini), що паразитують у кишечнику у виробників і молоді лосося, райдужної та озерної форелей. Реєструється в ставкових господарствах СРСР, а також країн Західної Європи та Північної Америки. Дорослі паразити довжиною 15-20 см, на головному кінці мають дві прісасивательние ямки, за допомогою яких
  2. Гігієнічне значення атмосферного повітря
    Атмосфера - це газова оболонка Землі масою майже 5,157 х 1015 т, а маса нашої планети становить 5,98 х 1021 т. В атмосфері розрізняють кілька шарів: тропосферу і стратосферу, розділені перехідним шаром - тропопаузою, а також мезосферу (від стратосфери відділяється стратопаузой), іоносферу та термосферу. Зовнішня частина термосфери називається магнітосферою. У ній частинки газів (іони) утримуються
  3.  КЛАСИФІКАЦІЯ ЛЕГЕНЕВИХ ГІПЕРТЕНЗІЙ
      Первинна легенева гіпертензія Первинна легенева гіпертензія (ПЛГ) - захворювання неясної етіології, критеріями діагностики якого є наступні ознаки за М. Riedel і J. Widimsky (1987): 1. Підвищення тиску в легеневій стовбурі і нормальний тиск заклинювання. 2. Відсутність захворювань серця і легенів. 3. Відсутність локальних аномалій легеневих судин за даними
  4.  Хронічного гепатиту
      У всьому світі захворювання печінки займають істотне місце серед причин непрацездатності та смертності населення. З кожним роком спостерігається зростання захворюваності гострими і хронічними гепатитами, які все, частіше трансформуються в цирози печінки. Термін «хронічний гепатит» об'єднує, рбшірний коло захворювання печінки різної етіології, які відрізняються за клінічним перебігом
  5.  Виразкова хвороба шлунка та дванадцятипалої кишки
      З тих пір, як близько 200 років тому Крювелье привернув увагу лікарів до виразки шлунка, інтерес до цього захворювання прогресивно зростає. Приблизно те ж відноситься до докладно описаної набагато пізніше (Moynihan, 1913) виразкової хвороби дванадцятипалої кишки. Під виразковою хворобою в даний час розуміють загальне, хронічне, рецидивуюче, циклічно протікає захворювання, при якому
  6.  Біологічно активні білки вірусу грипу. Нейрамінідазу
      Д. Букера і П. ПАЛЕЙЗІ (BUCHER, P. PALESE) I. ВСТУП Існування нейрамінідази вперше припустив в що стала нині вже класичній роботі Hirst (1942). Він виявив, що якщо агглютінірованних у присутності'іруса грипу еритроцити деагглютініровать, то при додаванні до них 'нового вірусу вони знову не здатні до аглютинації. При цьому, однак, елюіровать вірус не
  7.  Біологічно активні білки вірусу грипу. Активність транскриптази в клітинах і вирионах грипу
      Р. В. ОІМПСОН і В. Д. БІН (RW SIMPSON, WJ BEAN, JR.) I. ВСТУП Ця глава «освячена досить новому розділу в біології вірусу грипу, у зв'язку з чим більша частина інформації фрагментарна по-своєму складу сі включає велике число невирішених питань. Основне твердження, на якому грунтується дана глава, полягає в тому, що мікоовіруси є вірусами з негативним геномом
  8.  КАФЕДРА ШВИДКОЇ МЕДИЧНОЇ ДОПОМОГИ МДМСУ ЗАВДАННЯ ДЛЯ держіспит
      Доділять В.Ш. Відсутність лабораторних та інструментальних методів обстеження на догоспітальному етапі надання швидкої та невідкладної медичної допомоги зобов'язує лікаря вільно володіти прийомами пропедевтики та збору анамнезу (іншого-то нічого немає). Тому ми приділяємо велике значення описової частини подібного роду завдань, тобто деякі завдання об'ємні за змістом. Завдання №
  9.  Ювенільні маткові кровотечі
      Визначення поняття. До ювенільний маткових кровотеч (ЮМК) відносяться ациклічні кровотечі, які виникають в період статевого дозрівання. ЮМК нерідко називають дісфунк-287 Глава 3. Патологія репродуктивної системи в період її становлення ми Іраку матковими кровотечами, рідше - пубертатними або підліткових. Частота. ЮМК - одна з найбільш частих форм порушення
  10.  Гіпертрофічна кардіоміопатія
      Гіпертрофічна кардіоміопатія (ГКМП) характеризується масивною гіпертрофією шлуночків (переважно лівого) і вираженим порушенням діастолічної функції. Гіпертрофія стінки лівого шлуночка більше 15 мм неясного генезу вважається діагностичним критерієм ГКМП. Розрізняють обструктивную (звужує вихідну частину лівого шлуночка) і необструктивну ГКМП. Гіпертрофія може бути симетричною
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...